ES2338176T3 - Hilo destinado a la confeccion de una superficie textil resistente al corte y a la abrasion. - Google Patents
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Abstract
Hilo destinado a la confección de una superficie textil resistente al corte y a la abrasión, caracterizado porque se obtiene por hilatura de hilados de fibras de poliamida de alta tenacidad, cuya tenacidad es superior a 4,5 cN/dTex y cuya longitud de las fibras está comprendida entre 40 y 170 nm.
Description
Hilo destinado a la confección de una superficie
textil resistente al corte y a la abrasión.
La invención se refiere a un hilo destinado a la
confección de una superficie textil resistente al corte y a la
abrasión.
Se conoce a partir de los documentos US nº
3.883.898. GB 1 586 890, US nº 4.777.789, US nº 4.004.295,
GB 2 018 323, DE 1 610 495, EP 0 118 898 y US nº 4.918.912 que la utilización polímeros fibrosos de diferentes naturalezas, reforzados o no con fibras o con filamentos inorgánicos, por ejemplo en vidrio o en metal, permite obtener una buena resistencia al corte.
GB 2 018 323, DE 1 610 495, EP 0 118 898 y US nº 4.918.912 que la utilización polímeros fibrosos de diferentes naturalezas, reforzados o no con fibras o con filamentos inorgánicos, por ejemplo en vidrio o en metal, permite obtener una buena resistencia al corte.
Se debe observar que se gestiona la resistencia
al corte en Europa por la norma EN 388 que define 5 niveles de
prestaciones, denominadas clases, que van de 1 a 5 y creciendo con
el nivel de prestaciones.
En los productos no reforzados con fibras
orgánicas, la elección de los materiales es bastante restringida.
Los materiales utilizados generalmente son la polifenilen
tereftalamida (PPTA), el polímero cristal líquido (LCP), o el
polietileno de alto peso molecular, es decir cuya masa molecular es
superior a 600.000 g/mol. Las fibras formadas de esta manera pueden
ser utilizadas solas o estar combinadas con unas fibras en
poliamida.
Todos estos polímeros, denominados polímeros
técnicos, tienen en común grandes módulos y unas resistencias
mecánicas muy elevadas. Sin embargo, los módulos son raramente
superiores a 100 GPa, con unas resistencias a la ruptura en
tracción superiores a 2.000 MPa.
Estos valores de módulo muy fuertes para unas
fibras orgánicas, son sin embargo mucho más débiles que los que
corresponden a las fibras inorgánicas de tipo carbono, carburo de
silicio (SIC) o superaleaciones.
Los módulos elevados son sinónimos en general de
rigidez, y penalizan a menudo la capacidad de asido de los
operarios, induciendo una cierta falta de confort. En este caso, los
operarios pueden no llevar los dispositivos de protección, que son
en la mayoría de los casos utilizados en forma de guantes.
Estos guantes son, para la gran mayoría de las
aplicaciones, tricotados en unas máquinas especiales que permiten
obtener unos guantes sin necesitar retoques.
Se utilizan generalmente tres tipos de máquinas
en función de su calibre, es decir el número de agujas por
pulgada.
Un primer tipo de máquina, definido por un
calibre 7 permite fabricar unos guantes pesados, protectores pero
poco manejables. Un segundo y un tercer tipo, definidos
respectivamente por un calibre 10 y un calibre 13, permiten
realizar respectivamente unos guantes medios y unos guantes
finos.
Los guantes medianos son los más utilizados, en
particular en la industria del automóvil, la mecánica, la
electrotécnica, la industria del vidrio, el embalaje e incluso la
manutención. Estas industrias utilizan por lo general guantes
fabricados con calibre 10 y que responden a las exigencias de la
clase 3, definida por la norma EN 388.
Aparte de los inconvenientes descritos
anteriormente, que se refieren a la rigidez de unos polímeros
técnicos, estos productos son de un precio muy elevado. En algunas
industrias, esto obliga a menudo a los responsables a continuar con
unas soluciones mal adaptadas, como unos guantes de algodón o de
cuero, y exponer así a los operarios a la vez a la falta de confort
y al riesgo de heridas.
Además, en el campo del reciclaje al final de la
vida útil de los productos, se plantea el problema del coste así
como el de los daños causados al medio ambiente.
Existen dos soluciones, que son el depósito en
vertederos controlados o la incineración. En este último caso,
ciertos polímeros generan productos peligrosos, tales como el ácido
cianhídrico (HCN), así como otros compuestos no deseables.
El objetivo de la presente invención es por lo
tanto solucionar estos inconvenientes proponiendo un hilo destinado
a la confección de una superficie textil resistente al corte y a la
abrasión, que permite responder a las exigencias de la clase 3 de
la norma EN 388, mejorando al mismo tiempo el confort para el
usuario así como la capacidad de reciclado de los productos
realizados y reduciendo sus costes de fabricación.
Con este fin, la invención se refiere a un hilo
destinado a la confección de una superficie textil resistente al
corte y a la abrasión, caracterizado porque se obtiene por hilatura
de hilos de fibras de poliamida de alta tenacidad, cuya tenacidad
es superior a 4,5 cN/dTex y cuya longitud de fibras está comprendida
entre 40 y 170 mm.
Según una primera forma de realización, las
fibras son transformadas por craqueo, corte, cardado o estirado y
tienen una longitud comprendida entre 65 y 140 mm.
\newpage
Según una segunda forma de realización, las
fibras son transformadas mediante cotonización y tienen una longitud
comprendida entre 40 y 65 nm.
Preferentemente, el hilo comprende unas fibras
de alcohol polivinílico de tipo HPF ("High Performance
Fiber"), cuyo módulo es superior a 10 GPa.
Este tipo de fibras permite mejorar las
prestaciones del hilo frente al corte.
Según una característica de la invención, el
hilo comprende unas fibras de poliamida 6,6 texturada.
Este tipo de fibras mejora el comportamiento del
hilo frente a la abrasión.
Ventajosamente, la proporción de poliamida de
alta tenacidad está comprendida entre 15 y 85% del peso total del
conjunto del hilo.
Preferentemente, la proporción de poliamida
texturada está comprendida entre 5 y 30% del peso total del conjunto
del hilo.
Según una característica de la invención, la
finura de fibras de poliamida de alta tenacidad está comprendida
entre 0,5 y 8 dTex.
Según una posibilidad de la invención, la finura
de las fibras de alcohol polivinílico HPF está comprendida entre
0,5 y 8 dTex.
Ventajosamente, el título total del hilo está
comprendido entre Nm 2,5 y Nm 50.
Según una alternativa, se realiza el hilo en
forma de un hilo primario, estando comprendido el coeficiente de
torsión del hilo primario entre 30 y 90.
Según otra posibilidad, se realiza el hilo en
forma de un hilo retorcido, estando comprendido el coeficiente de
torsión del hilo retorcido entre 25 y 85.
La invención se refiere asimismo a una
superficie textil formada a partir de hilos según la invención.
De cualquier forma, la invención se pondrá más
claramente de manifiesto a partir de la siguiente descripción,
haciendo referencia a la figura esquemática adjunta.
La figura 1 es un diagrama que representa la
evolución del índice de corte con respecto a la composición de las
fibras del hilo.
Con el fin de realizar el hilo según la
invención, se utilizan dos familias de polímeros, ambas reciclables,
a saber:
- -
- la poliamida de alta tenacidad, designada asimismo Pa HT,
- -
- el alcohol polivinílico de tipo HPF ("High Performance Fiber"), denominado asimismo PVA HPF.
\vskip1.000000\baselineskip
Estos dos polímeros son unos materiales
termoplásticos, semicristalinos. Más particularmente, la poliamida
de alta tenacidad utilizada puede ser del tipo destinado a reforzar
los neumáticos y los tubos a presión, que no se utiliza
habitualmente con fines textiles pero posee buenas propiedades de
resistencia al corte.
El hilo comprende unas fibras de poliamida de
alta tenacidad de tipo poliamida 6,6 cuya tenacidad es superior a
4,5 cN/dTex y cuyo título unitario está comprendido entre 2,5 y 7
dTex. Las fibras se obtienen mediante un procedimiento de craqueo
lento y progresivo, dada su gran resistencia, comprendida entre 6 y
12 cN/dTex. Sin embargo poseen una elongación de ruptura importante
que confiere al producto un módulo inferior a 10 GPa. Este módulo
bajo permite la realización de guantes tricotados que son cómodos
para el usuario.
El hilo comprende además unas fibras de alcohol
polivinílico de tipo HPF, cuyo módulo es superior a 10 GPa. Este
tipo de fibra se utiliza generalmente para reforzar el cemento.
Estas fibras son también escogidas en función de
su gran resistencia mecánica, del orden de 11 cN/dTex, para una
elongación de ruptura importante, del orden de 8% que confiere a las
fibras un módulo del orden de 20 GPa. Estas últimas poseen una
finura comprendida entre 2 y 5 dTex, y se realizan mediante un
procedimiento de craqueo lento y progresivo, dada la gran
resistencia de las mismas.
Las fibras de poliamida de alta tenacidad y las
fibras de alcohol polivinílico de tipo HPF tienen unas longitudes
medias compatibles con el procedimiento de hilatura, a saber entre
40 y 170 mm, preferentemente entre 80 y 110 mm.
El hilo está preferentemente formado por
hilatura, a partir de unos hilados de fibras de Pa HT y de unos
hilados de fibras PVA HPF. Se podría realizar también, según otra
alternativa, únicamente a partir de hilados de fibras de Pa
HT.
HT.
También es posible añadir a las fibras de Pa HT
y de PVA HPF, un filamento de fibras de poliamida 6,6 texturada que
puede representar por ejemplo entre 15 y 25% de la masa total del
hilo. Una incorporación de este tipo permite aumentar las
propiedades de resistencia a la abrasión.
El hilo utilizado es preferentemente del tipo Nm
28/2, es decir un hilo retorcido en dos filamentos, para el que se
pueden obtener a partir de un kg de material 28 km de hilo.
El hilo está compuesto por un hilo primario y
por un hilo secundario. Se define para cada uno de los hilos el
coeficiente de torsión. Éste se deduce de la siguiente fórmula:
T= \alpha
(Nm)^{1/2}
con
T= torsión en revoluciones/m
\alpha= coeficiente de torsión, sin
dimensión,
\;= número métrico en m/g
\vskip1.000000\baselineskip
El coeficiente de torsión \alpha sobre el hilo
primario Nm 25/1 (35,7 Tex) está comprendido entre 30 y 90. El
coeficiente de torsión sobre el hilo retorcido está comprendido
entre 25 y 85. Se debe observar que el coeficiente de torsión
ejerce sobre todo una influencia sobre la comodidad y la resistencia
a la abrasión. Este parámetro tiene poco efecto sobre la
resistencia a la ruptura.
Se obtiene el mejor compromiso para un
coeficiente de torsión del orden de 60 sobre el hilo primario, y del
orden de 55 sobre el hilo retorcido. En el caso en que se añade un
filamento de poliamida texturada, el coeficiente de torsión de éste
es sustancialmente igual al del hilo retorcido.
Con el fin de verificar si este hilo permite
realizar unas superficies textiles según la norma EN 388 en lo
referente a las exigencias relativas a la protección frente al
corte, se han realizado unos guantes en un telar de tricotado de
calibre 10. A continuación, se han ensayado estos guantes según los
criterios de la norma EN 388.
La siguiente tabla contiene los resultados de
las valoraciones, realizadas en un centro técnico. Resume, en
función del tipo de hilo utilizado, el índice y la clase alcanzada
en lo que se refiere a las exigencias relativas respectivamente al
corte y la abrasión.
Se considerará más particularmente el índice de
corte que es proporcional al número de paso que debe realizar la
lámina de ensayo cargada con un cierto peso, definido por la norma.
Así, cuanto mayor es el índice de ruptura en el interior de una
clase, más resistente es el producto frente al corte. Para que el
producto cumpla las exigencias de la clase 3, en lo referente a la
resistencia frente al corte, el índice de corte debe estar
comprendido entre 5 y 10.
Así, se han ensayado cuatro tipos de hilo, a
saber:
- -
- un hilo de tipo Mn 28/2, compuesto exclusivamente por fibras de Pa HT,
- -
- un hilo de tipo Nm 28/2, compuesto exclusivamente por fibras PVA HPF,
- -
- un hilo de tipo Nm 28/2, que comprende 50% en masa de fibras de Pa HT y 50% en masa de fibras de PVA HPF.
- -
- un hilo de tipo Nm 28/2, que comprende 41% en masa de fibras de Pa HT, 41% en masa de fibras de PVA HPF y 18% en masa de filamento de poliamida 6,6 texturada.
\vskip1.000000\baselineskip
Se debe observar que todos los tipos de hilo,
excepto el compuesto exclusivamente por fibras de PVA HPF, cumplen
las exigencias de la clase 3 en lo referente a la protección frente
al corte.
Además, comparando los dos últimos tipos de
hilo, se observa que la incorporación de un filamento de poliamida
6,6 texturada permite mejorar las propiedades del producto, en
particular frente a la abrasión.
La figura 1 presenta la evolución del índice de
corte en función de la composición del hilo en Pa HT y en PVA
HPF.
Se observa que se obtiene el mayor índice de
corte para una composición de hilo de 50% en masa de fibras de Pa
HT y de 50% en masa de fibras de PVA HPF. Se percibe además, como se
desprende asimismo de la tabla anterior, que un hilo compuesto
exclusivamente por fibras de Pa HT permite cumplir las exigencias de
la clase 3.
Como resulta evidente, la invención no se limita
solo a las composiciones de este hilo, descritas anteriormente a
título de ejemplos, sino que comprende por el contrario todas sus
variantes. En particular, se podría realizar el hilo a partir
únicamente de poliamida de alta tenacidad o de poliamida de alta
tenacidad combinada con unas fibras de poliamida 6,6 texturada, sin
fibras de alcohol polivinílico de tipo HPF, sin apartarse por ello
del marco de la invención.
Claims (13)
1. Hilo destinado a la confección de una
superficie textil resistente al corte y a la abrasión,
caracterizado porque se obtiene por hilatura de hilados de
fibras de poliamida de alta tenacidad, cuya tenacidad es superior a
4,5 cN/dTex y cuya longitud de las fibras está comprendida entre 40
y 170 nm.
2. Hilo según la reivindicación 1,
caracterizado porque las fibras son transformadas por
craqueo, por corte, por cardado o por estirado y tienen una
longitud comprendida entre 65 y 140 mm.
3. Hilo según la reivindicación 1,
caracterizado porque las fibras son transformadas mediante
cotonización y tienen una longitud comprendida entre 40 y 65
mm.
4. Hilo según una de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque comprende unas fibras de alcohol
polivinílico de tipo HPF ("High Performance Fiber"), cuyo
módulo es superior a 10 GPa.
5. Hilo según una de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque comprende unas fibras de poliamida 6,6
texturada.
6. Hilo según una de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque la proporción de poliamida de alta
tenacidad está comprendida entre 15 y 85% del peso total del
conjunto del hilo.
7. Hilo según una de las reivindicaciones 5 y 6,
caracterizado porque la proporción de poliamida texturada
está comprendida entre 5 y 30% del peso total del conjunto del
hilo.
8. Hilo según una de las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado porque la finura de las fibras de poliamida de
alta tenacidad está comprendida entre 0,5 y 8 dTex.
9. Hilo según una de las reivindicaciones 4 a 8,
caracterizado porque la finura de las fibras de poliamida de
gran tenacidad está comprendida entre 0,5 y 8 dTex, siendo su
tenacidad superior a 4,5 cN/Tex.
10. Hilo según una de las reivindicaciones 1 a
9, caracterizado porque el título total del hilo está
comprendido entre Nm 2,5 y Nm 50.
11. Hilo según una de las reivindicaciones 1 a
10, caracterizado porque se realiza en forma de un hilo
primario, estando el coeficiente de torsión comprendido entre 30 y
90.
12. Hilo según una de las reivindicaciones 1 a
10, caracterizado porque se realiza en forma de un hilo
retorcido, estando el coeficiente de torsión del hilo retorcido
comprendido entre 25 y 85.
13. Superficie textil formada a partir de hilos
según una de las reivindicaciones 1 a 12.
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